Genética molecular

Trataron los pneumococos S muertos por calentamiento con detergente para obtener un lisado celular (un extracto libre de células que contenía el FT). Este lisado contiene (entre otras cosas) el polisacárido de la superficie celular, las proteínas, el ARN y el ADN de los neumococos S. Sometieron al lisado a diversos tratamientos enzimáticos Inyectaron en ratones los neumococos de tipo R vivos junto con una fracción del lisado modificada enzimáticamente

¿Cómo es un virus? Está formado por una cubierta de proteínas = cápside En el interior: ácido nucleico: ADN o ARN bacteriófago T4

Ciclo lítico: ciclo del virus en el cual la célula lo replica

Infección de la célula huésped Reproducción y lisis bacteriana

EL EXPERIMENTO DE HERSHEY Y CHASE Como los virus de la progenie heredan los caracteres fenotípicos del virus primitivo, Alfred Hershey y Martha Chase diseñaron un sistema para averiguar si la herencia era comunicada por el DNA o por las proteínas. Utilizaron técnicas de marcaje radioactivo para construir dos tipos de fagos distintos. Una población de fagos creció en un medio que contenía 35S. El 35S marca a las proteínas que contienen residuos de Cys o Met y por lo tanto, esta población contiene proteínas radioactivas y DNA no radioactivo, ya que el DNA no contiene S. La segunda población de virus creció en un medio que contenía 32P. El 32P marca los ácidos nucleicos, pero no a las proteínas, de forma que esta población contiene DNA radioactivo y proteínas no radioactivas. Ambos tipos de virus fueron utilizados por separado para infectar a células de E. coli susceptibles.

ACIDO NUCLEICO ADN y ARN

Funciones biológicas de los nucleótidos: Función mensajero: un mononucleótido monofosfatado como el AMPc tiene funciones de mensajero intracelular de señales, como en el caso de las hormonas proteicas.

(cadena transportadora de electrones) Metabolismo (cadena transportadora de electrones)

Función estructural

Un nucleótido está formado por: ADN ácido desoxirribonucleico Un nucleótido está formado por: Una base nitrogenada + una molécula de azúcar + un fosfato

Un nucleótido:

derivadas de la pirimidina: derivadas de la purina: Bases nitrogenadas pirimidina purina derivadas de la pirimidina: C, T, U derivadas de la purina: A, G (tomado de “Lehninger, Principles of Biochemistry”, Nelson. D.L. and Cox, M.M., W.H. Freeman and Company, New York, fifth edition, 2009)

(tomado de “Lehninger, Principles of Biochemistry”) Bases púricas adenina (A) guanina (G) (tomado de “Lehninger, Principles of Biochemistry”)

(tomado de “Lehninger, Principles of Biochemistry”) Bases pirimidínicas timina (T) en DNA uracilo (U) en RNA citosina (C) (tomado de “Lehninger, Principles of Biochemistry”)

Unión entre nucleótidos: enlace fosfodiéster extremo 5’ extremo 5’ 5’ enlace fosfo diéster 3’ Dirección de la cadena extremo 3’ extremo 3’ (tomado de “Lehninger, Principles of Biochemistry”)

¿Cómo es realmente la molécula de ADN?

Francis Crick y James Watson, en Cambridge, Inglaterra, 1953. Fotografía del archivo del Cold Spring Harbor Laboratory, New York, USA

Watson y Crick eran investigadores teóricos que integraron todos los datos disponibles en su intento de desarrollar un modelo de la estructura del ADN. Los datos que se conocían por ese tiempo eran: Que el ADN era una molécula grande , ácida, también muy larga y delgada. (1869) Miessher Tinción del ADN con fucsina (1914; Fuelgen) Se analizan los componentes del ADN, describiéndose una pentosa (desoxirribosa), un grupo fosfato y 4 bases nitrogenadas y que la base se enlaza en el C1´ y el fosfato en el C5´(1920; Levene) (1920; Griffith) , descubre que una molécula transmite características hereditarias Análisis de las cantidades de nucleótidos presentes en el ADN proporcionados por Chargaff; 1940 y encontró una regularidad singular (A=T y C=G) ;( purinas/pirimidinas=1) para una misma especie = LEY DE CHARGAFF La molécula que transmite las características hereditarias es el ADN (1944; Avery et al y 1952;Hershey y Chase) los datos de la difracción de los rayos-x de Franklin y Wilkins; 1950. (King's College de Londres). Que determinaron que la molécula de ADN es helicoidal, tiene un diametro uniforme de 2nm y que está compuesta de subunidades que se repiten

LEY DE CHARGAFF La proporción de Adenina (A) es igual a la de Timina (T). A = T . La relación entre Adenina y Timina es igual a la unidad (A/T = 1). La proporción de Guanina (G) es igual a la de Citosina (C). G= C. La relación entre Guanina y Citosina es igual a la unidad ( G/C=1). La proporción de bases púricas (A+G) es igual a la de las bases pirimidínicas (T+C). (A+G) = (T + C). La relación entre (A+G) y (T+C) es igual a la unidad (A+G)/(T+C)=1. Sin embargo, la proporción entre (A+T) y (G+C) era característica de cada organismo, pudiendo tomar por tanto, diferentes valores según la especie estudiada. Este resultado indicaba que los ácidos nucleicos no eran la repetición monótona de un tetranucleótido. Existía variabilidad en la composición de bases nitrogenadas. 

Denaturación del DNA : Tm según el contenido de (G + C) (tomado de “Lehninger, Principles of Biochemistry”)

Proporciones relativas (%) de bases en ADN Según estudios de Chargaff

Rosalind Franklin y M Wilkins

Modelo de la doble hélice 2 cadenas de polímeros de nucleótidos unidos entre si Unión de nucleótidos enlace fosfoéster. Unión de bases por puentes de hidrogeno El ADN es una doble hélice, con las bases dirigidas hacia el centro. Pares de bases siempre una púrica con una pirimidina. A=T C G

Modelo de la doble hélice Las dos cadenas de polinucleótidos se mantienen equidistantes. Las hebras se enrollan sobre un eje imaginario. La secuencia fosfato azúcar va por la cara externa. Las bases van enfrentadas internamente formado los pares de bases.

(tomado de “Lehninger, Principles of Biochemistry”) La doble hélice de DNA (tomado de “Lehninger, Principles of Biochemistry”)

DNA: 2 cadenas antiparalelas y complementarias, formando una doble hélice que tiene 10,5 nucleótidos/vuelta 10,5 nucleótidos/vuelta “right-handed”

Bases complementarias 2 puentes de hidrógeno 3 puentes de hidrógeno (tomado de “Lehninger, Principles of Biochemistry”)

Estabilidad de la doble hélice La estabilidad de la doble hélice está dada por interacción entre las bases complementarias de las 2 hebras a través de puentes de hidrógeno. 2. “apilamiento” de las bases de una misma hebra: interacciones hidrofóbicas. interacción de los grupos fosfato con el medio acuoso.

Enlaces en un nucleótido éster anhídrido anhídrido fosfato a fosfato b fosfato g b-N-glicosídico Enlace éster: entre grupo alcohol del C5’ de la ribosa o d-ribosa y ácido fosfórico. Enlaces anhídridos: entre 2 moléculas de ácido fosfórico.

Resumiendo Miescher: 1869 la nucleína era una molécula grande ácida, también muy larga y delgada. Feulgen: 1914 Tinción del ADN con fucsina. Levene: 1920 Describe componentes (pentosa, fosfato y bases nitrogenadas. Griffith: 1920 descubre que una molécula transmite características hereditarias.

Resumiendo Chargaff; 1940 Análisis de las cantidades de nucleótidos presentes en el ADN proporcionados y encontró una regularidad singular (A=T y C=G) ;( purinas/pirimidinas=1) para una misma especie = LEY DE CHARGAFF Avery et 1944 y 1952;Hershey y Chase: La molécula que transmite las características hereditarias es el ADN .

Resumiendo Franklin y Wilkins; 1950 los datos de la difracción de los rayos-x determinaron que la molécula de ADN es helicoidal, tiene un diámetro uniforme de 2nm y que está compuesta de subunidades que se repiten Francis Crick y James Watson: 1953 modelo de la doble hélice

TIPOS DE ARN ARN ribosomal (ARN r): corresponde a más del 90 % del total. Se asocia a unas 50 proteínas y forma el ribosoma. ARN mensajero (ARN m): 5% del total. Traslada la información del ADN a los ribosomas.

ARN DE TRANSFERENCIA (ARNt) Este es el más pequeño de todos, tiene aproximadamente 75 nucleótidos en su cadena, además se pliega adquiriendo lo que se conoce con forma de hoja de trébol plegada. El ARNt se encarga de transportar los aminoácidos libres del citoplasma al lugar de síntesis proteica. En su estructura presenta un triplete de bases complementario de un codón determinado, lo que permitirá al ARNt reconocerlo con exactitud y dejar el aminoácido en el sitio correcto. A este triplete lo llamamos anticodón.

Algunas diferencias